Закони термодинаміки

Напевно ви коли-небудь чули поняття закони термодинаміки. Він також відомий принципами термодинаміки. Вони стосуються найпростіших формулювань цієї галузі фізики. Наче він є нашим батьком з точки зору всього. Вони являють собою набір формульних ситуацій, які відповідають за опис поведінки так званих термодинамічних систем. Ці системи є частиною Всесвіту, ізольованою теоретичним способом, щоб мати можливість проводити дослідження та розуміти все, що стосується такої фундаментальної фізики, як температура, енергія та ентропія.

У цій статті ми пояснимо все, що вам потрібно знати про закони термодинаміки.

Закони термодинаміки

Існує 4 закони термодинаміки, і вони перераховані від нуля до трьох, ці закони служать для розуміння всіх фізичних законів нашого Всесвіту, а також неможливості деяких явищ, що спостерігаються у нашому світі.

Ці закони мають різне походження. Деякі були сформульовані з попередніх. Останній відомий закон термодинаміки - нульовий закон. Ці закони є постійними в усіх дослідженнях та дослідженнях, що проводяться в лабораторіях. Вони необхідні для розуміння того, як працює наш Всесвіт. Ми будемо по черзі описувати, якими є закони термодинаміки.

Перший закон термодинаміки

Цей закон про це говорить енергію неможливо створити або знищити, лише перетворити. Це також відомо як закон збереження енергії. Це практично вказує на те, що в будь-якій фізичній системі, ізольованій від навколишнього середовища, енергія у всій її кількості завжди буде однаковою. Хоча енергія може так чи інакше перетворюватися в інші типи енергій, сукупність усієї цієї енергії завжди однакова.

Ми збираємось навести приклад, щоб краще це зрозуміти. Дотримуючись цього принципу, якщо ми постачаємо фізичну систему певною кількістю енергії у вигляді тепла, загальну кількість енергії можна розрахувати, знаходячи різницю між збільшенням її внутрішньої енергії плюс роботою, виконаною системою в її оточення. Іншими словами, різницею між енергією, яку має система на той момент, і виконаною нею роботою буде теплова енергія, що виділяється. Однак, Якщо скласти всю загальну енергію системи, навіть якщо частина її була перетворена як тепло, загальна сума енергії системи однакова.

Другий закон термодинаміки

Цей закон говорить наступне: надавши достатньо часу, усі системи в кінцевому підсумку схильні до дисбалансу. Цей принцип також відомий під назвою закону ентропії. Його можна узагальнити наступним чином. Кількість ентропії, яка існує у Всесвіті, з часом збільшується. Ентропія системи - це те, що вимірює ступінь її розладу. Тобто, другий закон термодинаміки говорить нам, що ступінь розладу систем зростає, як тільки вони досягають точки рівноваги. Це або це означає, що якщо ми приділимо системі достатньо часу, вона врешті-решт матиме дисбаланс.

Це закон, який відповідає за пояснення незворотності деяких фізичних явищ. Наприклад, допомагає нам пояснити, чому папір спалив папір не може повернутися до своєї первісної форми. У цій системі, відомій як папір і вогонь, розлад збільшився настільки, що неможливо повернутися до свого походження. Цей закон вводить функцію стану ентропії, яка у випадку фізичних систем відповідає за ступінь розладу та його неминучі втрати енергії.

Все це працює з ентропією, пов’язуючи ступінь енергії, яка не може бути використана системою, і тому втрачається для навколишнього середовища. Це відбувається, якщо це зміна стану рівноваги. Останній ступінь рівноваги матиме більше ентропії, ніж перший. Цей закон говорить, що зміна ентропії завжди буде дорівнювати або перевищувати тепловіддачу, поділену на температуру системи. Температура в цьому випадку є важливою змінною для визначення ентропії системи.

Для розуміння другого принципу термодинаміки ми наведемо приклад. Якщо ми спалимо певну кількість речовини і складемо кульку разом з отриманим попелом, ми можемо перевірити, що речовини менше, ніж у початковому стані. Це пов’язано з тим, що речовина стала газами, які не підлягають відновленню і які призводять до розсіювання та розладу. Ось як ми бачимо, що в першому штаті була принаймні ентропія, ніж у другому.

Третій закон термодинаміки

Цей закон говорить наступне: при досягненні абсолютного нуля процеси фізичних систем зупиняються. Абсолютний нуль - це найнижча температура, за якої ми можемо бути. У цьому випадку ми вимірюємо температуру в градусах Кельвіна. Таким чином, заявляється, що температура та охолодження призводять до того, що ентропія системи приймається до абсолютного нуля. У цих випадках це трактується більше як певна константа. При досягненні абсолютного нуля процеси фізичних систем зупиняються. Отже, ентропія матиме мінімальне, але постійне значення.

Дістатися до абсолютного нуля чи ні просто. Значення абсолютного нуля в градусах Кельвіна дорівнює нулю, але якщо ми використовуємо його при вимірюванні шкали Цельсія становить -273.15 градусів.

Нульовий закон термодинаміки

Цей закон був застосований останнім і говорить наступним чином: якщо A = C і B = C, то A = B. Це встановлює основні та фундаментальні приписи інших трьох законів термодинаміки. Це те, що передбачається під назвою закон теплової рівноваги. Тобто, якщо системи перебувають у тепловій рівновазі незалежно від інших систем, вони повинні знаходитися в тепловій рівновазі між собою. Цей закон дозволяє встановити принцип температури. Цей принцип служить для порівняння теплової енергії двох різних тіл, що знаходяться в тепловій рівновазі, між собою. Якщо ці два тіла мають теплову рівновагу, вона буде зайво при однаковій температурі. Якщо, навпаки, обидва змінюють тепловий баланс за допомогою третьої системи, вони також будуть між собою.

Я сподіваюся, що за допомогою цієї інформації ви зможете дізнатись більше про закони термодинаміки.